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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Dauerbremseinrichtung für
ein Kraftfahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher
definierten Art.
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Neben
den Betriebsbremsen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs,
die im Regelfall einem Verschleiß unterliegende Reibungsbremsen
sind, werden zusätzliche, verschleißfreie Verzögerungseinrichtungen
von den Fahrzeugherstellern angeboten. Derartige Verzögerungseinrichtungen,
beispielsweise Retarder oder Motorbremsen, können unter
anderem dazu verwendet werden, die Fahrzeuggeschwindigkeit im Gefälle
konstant zu halten.
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Zu
den Retardern zählen sowohl zusätzlich am Getriebe
oder Motor angeordnete hydrodynamische, hydrostatische oder elektrodynamische
Bremseinrichtungen, als auch solche Systeme, die in Form eines „Intarders” innerhalb
des Getriebegehäuses vorgesehen sind. Des Weiteren werden
Retarder in Primärretarder, die in Abhängigkeit
von der Motordrehzahl arbeiten, und in Sekundärretarder,
die in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit arbeiten,
unterschieden. Bei hydrodynamischen Retardern ist im Allgemeinen
der Rotor zum Abbremsen des Fahrzeugs direkt mit einer Getriebewelle
verbunden. Bei Primärretardern ist dies die Antriebswelle bzw.
Getriebeeingangswelle, und bei Sekundärretardern ist dies
die Getriebeabtriebswelle. Der Stator ist in der Regel gehäusefest.
Primärretarder haben bei niedrigeren Geschwindigkeiten
eine hohe Bremsleistung und wegen Ihrer Abhängigkeit von
der Motordrehzahl wird diese Effekt bei den hohen Getriebeübersetzungen
in den niedrigen Gängen noch verstärkt. Bei höheren
Fahrgeschwindigkeiten sind Primärretarder jedoch weniger
effektiv. Ebenso wird üblicherweise die Erzeugung des Bremsmomentes während
eines Schaltvorganges unterbrochen. Demgegenüber haben
die Sekundärretarder ihre größte Bremsleistung
bei höheren Fahrgeschwindigkeiten. Ebenso muss die Bremsmomenterzeugung
bei einem Schaltvorgang im Hauptgetriebe nicht unterbrochen werden.
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Retarder
werden bei Nutzfahrzeugen vor allem eingesetzt, um die beispielsweise
bei einer Bremsung aus hoher Fahrgeschwindigkeit anfallende kinetische
Bremsenergie aufzunehmen und in Wärme umzusetzen, sind
aber auch für geforderte Dauerbremsleistungen gut geeignet,
beispielsweise bei lang andauernder Bergabfahrt.
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Bei
hydrodynamischen Retardern wird die Strömungsenergie einer
Flüssigkeit zum Bremsen benutzt. Demnach weist ein hydrodynamischer
Retarder einen sich im Leistungsfluss befindlichen Rotor und einen
mit dem Retardergehäuse fest verbundenen Stator auf. Beim
Betätigen des Retarders wird eine der gewünschten
Bremsleistung entsprechende Ölmenge in den Schaufelraum
eingebracht, wobei der drehende Rotor das Öl mitnimmt,
das sich am Stator abstützt, wodurch eine Bremswirkung
auf die Rotorwelle erzeugt wird.
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Aus
der
DE 35 36 928 A1 ist
nun eine Antriebsordnung für Nutzfahrzeuge bekannt mit
einem Wechselgetriebe und einer mit einer Übersetzung ins Schnelle
angetriebenen Dauerbremseinrichtung, die an einer zu der Abtriebswelle
des Wechselgetriebes versetzt liegenden Welle angeordnet ist. Der
Antrieb der Dauerbremseinrichtung erfolgt dabei direkt von der Abtriebswelle
des Wechselgetriebes aus. Diese Antriebsanordnung weist am Getriebeausgang
ein Planetengetriebe auf, das als ein Bereichsgruppengetriebe wirkt.
Dadurch werden die Übersetzungen des Hauptgetriebes mit
zwei Übersetzungen des Bereichsgruppengetriebes kombiniert,
wovon üblicherweise eine Übersetzung eine Direktgangverbindung darstellt.
Durch das Bereichsgruppengetriebe wird die Anzahl der Übersetzungen
des Hauptgetriebes verdoppelt. Die erste Hälfte der Übersetzungsstufen ist
mit der kleineren Übersetzung des Bereichsgruppengetriebes
verbunden, während die zweite Hälfte der Übersetzungsstufen,
also die höheren Gangstufen mit der Direktgangstufe des
Bereichsgetriebes verbunden sind. Die Übersetzung ins Schnelle
für die Dauerbremseinrichtung befindet sich dabei am Ausgang
des Bereichsgruppengetriebes auf der Ausgangswelle des Wechselgetriebes.
Dadurch wirkt sich die Übersetzung des Bereichsgruppengetriebes auf
die Dauerbremseinrichtung nicht aus.
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Eine
solche Antriebsanordnung mit einer sekundären Dauerbremseinrichtung
ermöglicht durch die direkte Anbindung an die Abtriebswelle
des Wechselgetriebes und dadurch einer direkten Anbindung an die
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs eine ausreichende Bremswirkung
nur bei höheren Geschwindigkeiten, selbst wenn die Verbindung
zwischen der Abtriebswelle des Wechselgetriebes und der Dauerbremseinrichtung
durch eine Übersetzung ins Schnelle gebildet ist. Bei niedrigeren
Geschwindigkeiten haben demgegenüber die von der Motordrehzahl
und nicht der Fahrgeschwindigkeit abhängigen Primärretarder
eine bessere Bremswirkung, während die Bremswirkung der
Sekundärretarder bei niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten
nachlässt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung
vorzuschlagen, um die Bremsmomenterzeugung eines Sekundärretarders
zu verbessern.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Anordnung
mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 4.
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Erfindungsgemäß werden
eine Antriebsanordnung und ein Verfahren für Fahrzeuge
vorgeschlagen, wobei die Antriebsanordnung mit einem Wechselgetriebe
ausgestattet ist, das ein Hauptgetriebe mit einer Abtriebswelle
umfasst. Vorgesehen ist ebenfalls ein dem Hauptgetriebe nachgeordnetes Bereichsgruppengetriebe
sowie eine mit einer Übersetzung ins Schnelle in Abhängigkeit
von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs angetriebene Dauerbremseinrichtung,
die an einer zu einer Abtriebswelle des Wechselgetriebes versetzt
liegenden Welle angeordnet ist. Diese Übersetzungsstufe
ins Schnelle ist an der Abtriebswelle des Hauptgetriebes angeordnet
und die von der Abtriebswelle des Hauptgetriebes angetriebene Übersetzungsstufe
ins Schnelle erreicht in Abhängigkeit der Übersetzungsstufen
des Bereichsgruppengetriebes zweimal den im wesentlichen gleichen
Drehzahlbereich und erzeugt damit zweimal die im Wesentlichen gleichen
Bremsmomentbereiche der Dauerbremseinrichtung in zwei unterschiedlichen
Fahrgeschwindigkeitsbereichen des Fahrzeugs.
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Durch
die Anordnung der Übersetzungsstufe an der Abtriebswelle
des Hauptgetriebes wird die sekundäre Dauerbremseinrichtung,
deren Bremsmomenterzeugung von der Fahrgeschwindigkeit abhängig
ist und die im Bremsbetrieb vom Fahrzeug angetrieben wird, bei der
den direkten Durchtrieb darstellenden Übersetzungsstufe
des Bereichsgruppengetriebes in der gleichen Weise angetrieben,
wie eine Dauerbremseinrichtung nach dem Stand der Technik. Dabei
kann über einen gewissen Geschwindigkeitsbereich das Bremsmoment
in einem Bremsmomentbereich im Wesentlichen konstant gehalten werden.
Bei dann weiter nachlassender Fahrgeschwindigkeit würde
jedoch die Drehzahl an der Dauerbremseinrichtung nachlassen und
das von ihr erzeugte Bremsmoment würde sinken.
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Bevor
dies eintritt wird nun das Übersetzungsverhältnis
in dem Bereichsgruppengetriebe gewechselt. Dadurch ergibt sich bei
im Wesentlichen unveränderter Fahrgeschwindigkeit und damit
im Wesentlichen unveränderter Drehzahl an der Abtriebswelle
des Wechselgetriebes eine im Verhältnis der Übersetzungsstufe
des Bereichsgetriebes erhöhte Drehzahl an der Abtriebswelle
des Hauptgetriebes, mit der die Dauerbremseinrichtung verbunden ist.
Somit kann das Bremsmoment an der Dauerbremseinrichtung in einem
zweiten Bremsmomentbereich weiter auf einem im Wesentlichen konstanten,
hohen Wert gehalten werden, obwohl die Fahrgeschwindigkeit deutlich
niedriger ist. Der zweite Bremsmomentbereich verschiebt sich dadurch
bis in einen Fahrgeschwindigkeitsbereich hinein, der bisher nur
von Primärretardern erreichbar war.
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Vorteilhafterweise
ist das Bereichsgruppengetriebe ein Planetengetriebe und die Dauerbremseinrichtung
ein hydrodynamischer Retarder. Das Bereichsgruppengetriebe kann
auch in bekannter Weise in Form eines Vorgelegegetriebes ausgebildet sein.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben
einer Antriebsanordnung für Fahrzeuge mit einem Wechselgetriebe,
das ein Bereichsgruppengetriebe umfasst, und das eine mit einer Übersetzung
ins Schnelle in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs angetriebene Dauerbremseinrichtung aufweist, die an
einer zu einer Abtriebswelle des Wechselgetriebes versetzt liegenden Welle
angeordnet ist. Bei dem Verfahren wird in einem ersten Fahrgeschwindigkeitsbereich
eine erste Übersetzungsstufe des Bereichsgruppengetriebes eingeschaltet,
so dass von der Abtriebswelle des Wechselgetriebes angetrieben ein
erster Drehzahlbereich der Übersetzungsstufe ins Schnelle
einen ersten Bremsmomentbereich der Dauerbremseinrichtung erzeugt.
Das Verfahren sieht weiter vor, dass unterhalb einer Fahrgeschwindigkeitschwelle
in einem zweiten Fahrgeschwindigkeitsbereich eine zweite Übersetzungsstufe
des Bereichsgruppengetriebes eingeschaltet wird, die von der Abtriebswelle des
Wechselgetriebes angetrieben bei einer niedrigeren Fahrgeschwindigkeit
den im Wesentlichen gleichen Drehzahlbereich der Übersetzungsstufe
ins Schnelle bildet und damit einen zweiten Bremsmomentbereich der
Dauerbremseinrichtung erzeugt.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung zeigt, dass dadurch im Wesentlichen in
den beiden Bremsmomentbereichen die gleiche Höhe des maximalen Bremsmomentes
der Dauerbremseinrichtung erreicht wird, das über den Bremsmomentbereich
im Wesentlichen konstant gehalten werden kann.
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Zur
Anpassung der Drehzahlen bei der Schaltung des Bereichsgruppengetriebes
wird vorzugsweise die Antriebsmaschine zur Unterstützung der
Synchronisation hinzugezogen.
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Die
Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher beschrieben.
Dabei zeigt die einzige Figur eine erfindungsgemäße
Anordnung.
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Die
Figur zeigt ein Wechselgetriebe 2 in einer Anordnung mit
zwei Vorgelegewellen 4 und 6 zur Leistungsteilung.
Die erfindungsgemäße Anordnung bzw. das Verfahren
ist auch auf Getriebe mit einer Vorgelegewelle anwendbar. Eine Eingangswelle 8 wird über
eine Kupplung 10 von einer Antriebsmaschine 12 angetrieben.
Eine Schaltkupplung 14 verbindet die Eingangswelle 8 entweder
mit dem Losrad 16 oder mit dem Losrad 18. Die
Schaltkupplung 20 verbindet die Hauptwelle 22 des
Wechselgetriebes 2 entweder mit dem Losrad 18 zur
Bildung eines Direktganges oder sie verbindet die Hauptwelle 22 mit dem
Losrad 24 zur Bildung einer Übersetzungsstufe, beispielsweise
des zweiten Ganges. Die Schaltkupplung 26 verbindet die
Hauptwelle 22 entweder mit dem Losrad 28 zur Bildung
einer Übersetzungsstufe, beispielsweise des ersten Ganges,
oder sie verbindet die Hauptwelle 22 zur Bildung einer
Rückwärtsgangübersetzungsstufe mit dem
Losrad 30.
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Das
Losrad 30 kämmt mit den beiden Zwischenrädern 32 und 34,
die wiederum jeweils mit einem Zahnrad 36 bzw. 38 auf
den Vorgelegewellen 4 bzw. 6 kämmen.
Die Losräder 16, 18, 24 und 26 kämmen
jeweils mit Zahnrädern 40, 42, 44 und 46 auf Vorgelegewelle 4 bzw. 48, 50, 52 und 54 auf
Vorgelegewelle 6. Die bisher genannten Getriebeteile bilden im
Wesentlichen das Hauptgetriebe 56 des Wechselgetriebes 2.
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Dem
Hauptgetriebe 56 ist ein Bereichsgruppengetriebe 58 in
Form eines zweistufigen Planetengetriebes im Antriebsstrang nachgeordnet.
Dabei bildet die Hauptwelle 22 als Abtriebswelle des Hauptgetriebes 56 die
Eingangswelle des Bereichsgruppengetriebes 58. Dazu ist
auf der Hauptwelle 22 ein Zahnrad 60 als Sonnenrad
des Bereichsgruppengetriebes 58 angeordnet, das mit Planetenrädern 62 kämmt,
die wiederum in einem Hohlrad 64 ablaufen können.
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Über
eine Schaltkupplung 66 ist das Holrad 64 mit dem
Getriebegehäuse 68 verbindbar zur Bildung einer
ersten Übersetzungsstufe des Bereichsgruppengetriebes 58.
Durch die direkte Verbindung von Hohlrad 64 und Getriebegehäuse 68 müssen
die Planetenräder 62 im Hohlrad 64 ablaufen,
wodurch die Abtriebswelle 70 des Wechselgetriebes 2,
die gleichzeitig die Abtriebswelle des Bereichsgruppengetriebes 58 darstellt,
mit einer niedrigeren Drehzahl läuft als die Hauptwelle 22 des
Hauptgetriebes 56, die ja, wie vorstehend erwähnt,
gleichzeitig die Antriebswelle des Bereichsgruppengetriebes 58 darstellt.
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Über
die Schaltkupplung 66 ist das Hohlrad 64 auch
zur Bildung einer zweiten Übersetzungsstufe des Bereichsgruppengetriebes 58 verbindbar
mit dem Planetenträger 72 des Bereichsgruppengetriebes 58,
der wiederum unmittelbar mit der Abtriebswelle 70 des Wechselgetriebes 2 verbunden
ist oder mit dieser einstückig ausgebildet ist. Durch die
direkte Verbindung von Hohlrad 64 und Planetenträger 72 laufen
die Planetenräder 62, der Planetenträger 72 und
das Hohlrad 64 zusammen in einem Block um, der durch das
Sonnenrad 60 angetrieben wird, wodurch die Abtriebswelle 70 des
Wechselgetriebes 2 mit der gleichen Drehzahl umläuft
wie die Hauptwelle 22 des Hauptgetriebes 56.
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Erfindungsgemäß ist
nun auf der Hauptwelle 22 ein erstes Zahnrad 74 einer Übersetzungsstufe 76 drehfest
angeordnet. Das Zahnrad 74 kämmt mit einem zweiten
Zahnrad 78 der Übersetzungsstufe 76 und
bildet zusammen mit ihm eine Übersetzung ins Schnelle.
Mit dem zweiten Zahnrad 78 ist ein Retarder 80,
der vorzugsweise ein hydrodynamischer Retarder ist, als eine Dauerbremseinrichtung über
eine parallel zur Abtriebswelle 70 des Wechselgetriebes 2 versetzt
angeordnete Welle 86 verbunden.
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Wenn
nun das Wechselgetriebe 2 im Schubbetrieb bzw. Bremsbetrieb
des Fahrzeugs über die Abtriebswelle 70 angetrieben
wird, dann wird die Hauptwelle 22 durch die beiden beschriebenen Übersetzungsstufen
des Bereichsgetriebes 58 bei jeweils unterschiedlicher
Stellung der Schaltkupplung 66 mit zwei unterschiedlichen
Drehzahlen angetrieben. Daraus folgt, das die Übersetzung
ins Schnelle der Übersetzungsstufe 76 den Retarder 80 mit
unterschiedlichen Drehzahlen in zwei Stufen antreiben kann bzw. dass
bei unterschiedlichen Drehzahlen an der Abtriebswelle 70 des
Wechselgetriebes 2, gleichbedeutend mit unterschiedlichen
Fahrgeschwindigkeiten des Fahrzeugs, die Hauptwelle 22 je
nach Stellung der Schaltkupplung 66 dennoch die gleiche
Drehzahl aufweist und damit die Übersetzungsstufe 76 den Retarder 80 bei
gleichen Drehzahlen betreiben kann.
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Ein
bestimmter Drehzahlbereich am Retarder 80 ist gleichbedeutend
mit einem bestimmten Bremsmomentbereich, den der Retarder 80 erzeugen
kann. Diese Bremsmomentbereiche können nun bedingt durch
die Anordnung der Übersetzungsstufe und der unterschiedlichen
Stellungen der Schaltkupplung 66 bei unterschiedlichen
Fahrgeschwindigkeiten gleich sein. Der Retarder 80 erreicht
sein Bremsmoment nicht mehr länger nur in einem Geschwindigkeitsbereich,
weil er dort direkt mit der Abtriebswelle des Wechselgetriebes verbunden
war, sondern nun kann er durch die unterschiedlichen Übersetzungsstufen
zweimal dieses Bremsmoment erreichen.
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- 2
- Wechselgetriebe
- 4
- Vorgelegewelle
- 6
- Vorgelegewelle
- 8
- Eingangswelle
- 10
- Kupplung
- 12
- Antriebsmaschine
- 14
- Schaltkupplung
- 16
- Losrad
- 18
- Losrad
- 20
- Schaltkupplung
- 22
- Hauptwelle
- 24
- Losrad
- 26
- Schaltkupplung
- 28
- Losrad
- 30
- Losrad
- 32
- Zwischenrad
- 34
- Zwischenrad
- 36
- Zahnrad
- 38
- Zahnrad
- 40
- Zahnrad
- 42
- Zahnrad
- 44
- Zahnrad
- 46
- Zahnrad
- 48
- Zahnrad
- 50
- Zahnrad
- 52
- Zahnrad
- 54
- Zahnrad
- 56
- Hauptgetriebe
- 58
- Bereichsgruppengetriebe
- 60
- Zahnrad
(Sonnenrad)
- 62
- Planetenrad
- 64
- Hohlrad
- 66
- Schaltkupplung
- 68
- Getriebegehäuse
- 70
- Abtriebswelle
- 72
- Planetenträger
- 74
- Zahnrad
- 76
- Übersetzungsstufe
- 78
- Zahnrad
- 80
- Retarder
(Dauerbremseinrichtung)
- 86
- Welle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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